인하대학교(총장 조명우)는 박보용 데이터사이언스학과 교수 연구팀의 영상-유전자 데이터 연구 두 건이 세계적인 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)’와 ‘이라이프(eLife)’에 각각 게재됐다고 3일 밝혔다. 두 연구는 캐나다 맥길대학교 보리스 베른하르트 교수 연구팀과 공동성과다.
박보용 교수팀은 영상, 세포, 유전자 정보를 통합한 연구로 다중 스케일에서 자폐 환자들의 뇌 이상 징후를 관찰하고 뇌 구조적 변화를 밝혀냈다. 지난 4월 네이쳐 커뮤니케이션에 게재된 이 연구(논문명: Differences in subcortico-cortical interactions identified from connectome and microcircuit models in autism)는 단일 스케일에서 이뤄졌던 기존 연구의 한계를 극복한 진일보한 연구라는 평가를 받는다.
연구팀은 ‘오티즘 브레인 이미징 데이터 익스체인지 이니셔티브(Autism Brain Imaging Data Exchange Initiative)’로부터 얻은 MRI 데이터에 컴퓨터 모델링 기술을 적용했다. 특히, 매니폴드 러닝(manifold learning) 기법과 뉴런 기능 시뮬레이션을 통해 자폐 환자들에게서 감각운동처리와 관련된 대뇌 피질 영역과 피질 하부 영역의 뇌 구조 변형을 규명했다. 또한, ‘앨런 인스티튜트 포 브레인 사이언시스(Allen Institute for Brain Sciences)’에서 획득한 유전자 데이터를 이용해 이러한 변형이 어린아이부터 젊은 성인기까지 피질과 시상 영역에서 발현되는 유전자와 연관이 있다고 밝혔다.
앞서 박 교수팀은 뇌 신경 섬유 연결 양상과 유전자 발현/IQ와의 연관성을 규명한 연구(논문명: An expanding manifold in transmodal regions characterizes adolescent reconfiguration of structural connectome organization)를 지난 3월 이라이프에 게재했다. 박 교수팀은 Neuroscience in Psychiatry Network(NSPN) 컨소시엄에서 수집한 14~25세에 걸친 피험자들의 종적 확산 MRI와 기계학습 기법을 이용해 나이에 따른 청소년기 뇌 구조 변화양상을 추적했다.
박보용 교수는 “자폐 관련 연구는 기존의 영상학적 발견에 신경생물학적 근거를 부여할 수 있는 멀티스케일 연구를 수행했다는 점에서 의의가 있고, IQ 관련 연구는 청소년기에 나타나는 거시적 네트워크의 변화를 추적하면 유전자 발현부터 인지 기능까지 넓은 범위에 걸친 생물학적 프로세스를 이해하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
인하대는 지난 3월 인공지능과 빅데이터, 미래자동차 등 4차산업 핵심 분야를 다루는 첨단융합학부 첫 신입생을 맞이했다. 데이터사이언스학과는 데이터 수집과 저장, 처리와 분석을 위한 이론교육뿐 아니라 기업과 연계한 현장지향적인 융합 교과과정을 통해 데이터사이언티스트를 육성한다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr
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